マグネシウムチンナトリド半導体の組み合わせ合成
Ann L Greenaway1, Amanda L Loutris1, Karen N Heinselman1
1Materials and Chemistry Science and Technology Directorate, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado 80401, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 14, 2020
まとめ
研究者はマグネシウム亜化物 (MgSnN2) を調査し,ウルトサイトと岩塩の結晶構造の両方を発見した. この研究は,その性質をマッピングし,制御された結晶相を通して光電子的応用の可能性を示唆しています.
科学分野:
- 材料科学
- 固体化学
- 無機化学
背景:
- 固い化学結合により,特異な結晶構造と特性を有する.
- 多くの三元ナトリド化学空間は未探査であり,新しい材料の発見の機会を提供します.
- マグネシウムチンナトリド (MgSnN2) は,潜在的な光電子アプリケーションを持つ新興II-IV-N2化合物である.
研究 の 目的:
- MgSnN2の相組成,結晶構造,光電子性質を包括的に研究する.
- 異なるMgSnN2結晶相の形成と安定性を調査する.
- 光電子機器の応用におけるMgSnN2の可能性を調査する.
主な方法:
- 様々な組成と温度でMgSnN2を合成するために,組み合わせコスパッティングが使用されました.
- 計算構造検索は相安定性を決定するために使用された.
- 光学円測定法を使用して,光電子特性を調べました.
- ポリモルフィックコントロールを調査するために,ガリウム・ニトリド (GaN) 上のエピタキシアル増殖が行われました.
主要な成果:
- カチオン乱雑型ウルトサイトとカチオン乱雑型岩塩型MgSnN2の2つの相が合成された.
- 岩塩型相は,ウルトサイト型基底相と比較してメタスタブルであることが判明した.
- 2 eVの範囲で光学吸収が始まり,カチオン障害による調整可能なバンドギャップが観察されました.
- GaN上での混合ウルトサイト岩塩MgSnN2のエピタキシアル成長が達成された.
結論:
- この研究は,MgSnN2相形成と性質の包括的な理解を提供します.
- MgSnN2は,結晶構造 (ポリモルフィズム) に基づいて調節可能な光電子特性を示しています.
- この発見は,さらなる研究と潜在的なデバイスアプリケーションのためのモデル三元ナトリドとしてMgSnN2を確立します.
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